Assessment of higher plant species suitability for ecological restoration following major disturbance

O presente trabalho é constituído por uma revisão bibliográfica e uma série de estudos científicos experimentais visando a melhoria do conhecimento da ecologia de germinação e resposta ao estresse hídrico em arbustos autóctones. Estes estudos pretendem contribuir para o conhecimento da ecologia de espécies autóctones na fase de germinação e estabelecimento inicial das plântulas através da comparação da resposta de sementes de diferentes proveniências. Os primeiros três capítulos focam-se no estudo dos efeitos de pré-tratamentos na germinação de espécies arbustivas com diferentes estratégias de regeneração e dormência da semente, enquanto os dois últimos capítulos incidem sobre o efeito de diferentes condições de disponibilidade de água na germinação e estabelecimento inicial de plântulas com potencial para restauro ecológico. Este estudo procura abordar aspetos importantes para o estudo e validação do uso de espécies alvo para o restauro ecológico em zonas Mediterrânicas, contribuindo deste modo para a melhoria do conhecimento da ecologia destas espécies. A germinação foi estimulada por pré-tratamentos de calor em quatro das cinco espécies cuja época de dispersão da semente na primavera-verão. As sementes provenientes do sul tenderam a germinar melhor, sendo ao mesmo tempo mais pequenas. Por outro lado, a germinação em espécies cuja dispersão da semente ocorre no outono-inverno variou de acordo com o tipo de dormência da semente. A germinação foi em geral favorecida pela estratificação a frio na espécie apresentando dormência fisiológica mas foi negativamente afetada na espécie que não apresenta dormência. Esta resposta não foi, no entanto, inequívoca pois foi dependente da proveniência estudada. O efeito da estratificação a frio teve em geral um efeito mais positivo ou menos negativo nas sementes provenientes do norte em comparação com as outras proveniências. O stress-osmótico teve um efeito negativo consistente na germinação de Pistacia lentiscus e outro fator que também afetou significativamente a germinação foi a variabilidade intra-populacional entre plantas mãe. As duas proveniências apresentaram diferentes graus de associação entre a germinação e/ou caracteres morfológicos da semente ou planta mãe. Quanto à fase de estabelecimento inicial, o baixo conteúdo em água teve um claro efeito negativo no investimento relativo em biomassa acima do solo e um efeito positivo no investimento relativo em biomassa abaixo do solo em Arbutus unedo. Esta resposta não foi inequívoca, uma vez que as proveniências diferiram em adaptações morfológicas ao baixo conteúdo em água. As plântulas da proveniência mais húmida revelaram uma taxa de crescimento relativo superior mas, ao mesmo tempo, uma fraca adaptação às condições de baixa disponibilidade de água, quando comparadas com as outras proveniências. Ao contrário, as plântulas da proveniência seca com verão mais quente apresentaram semelhantes diâmetro do colo da raiz, peso seco de folhas e performance fisiológica sob os dois regimes de irrigação. Os resultados obtidos revelam diferenças significativas na germinação e desenvolvimento inicial entre as distintas proveniências que poderão estar relacionadas com adaptações ao clima dos locais de origem. Os desenvolvimentos futuros do estudo dos mecanismos subjacentes às adaptações observadas poderiam contribuir para a melhoria das previsões de sucesso do estabelecimento inicial em diferentes populações de plantas, permitindo aumentar a confiança e efetividade de custos nas decisões relacionadas com ações de restauro ecológico em cenários de alterações climáticas.

Physiological and Genetic Diversity Studies on Regeneration of Santalum Album L.

S. album L. is the source of highly priced and fragrant heartwood which on steam distillation yields on an average 57 per cent oil of high perfumery value. Global demand for sandalwood is about 5000-6000 tons/year and that of oil is 100 tons/year. Heartwood of sandal is estimated to fetch up to Rs. 3.7 million/ton and wood oil Rs.70,000-100,000/ kg in the international market. Sandal heartwood prices have increased from Rs. 365/ton in 1900 to Rs. 6.5 lakhs/ton in 1999-2000 and to Rs. 37 lakhs/ton in 2007. Substantial decline in sandalwood production has occurred from 3176 tons/year during 1960-‘ 65 to 1500 tons/year in 1997-98, and to 500 tons/year in 2007.Depletion of sandal resources is attributed to several factors, both natural and anthropogenic. Low seed setting, poor seed germination, seedling mortality, lack of haustorial connection with host plant roots, recurrent annual fires in natural sandal forests, lopping of trees for fodder, excessive grazing, hacking, encroachments, seedling diseases and spread of sandal spike disease are the major problems facing sandal. While these factors hinder sandal regeneration in forest areas, the situation is accelerated by human activities of chronic overexploitation and illicit felling.Deterioration of natural sandal populations due to illicit felling, encroachments and diseases has an adverse effect on genetic diversity of the species. The loss of genetic diversity has aggravated during recent years due to extensive logging, changing landuse patterns and poor natural regeneration. The consequent genetic erosion is of serious concern affecting tree improvement programme in sandal. Conservation as well as mass propagation are the two strategies to be given due importance. To initiate any conservation programme, precise knowledge of the factors influencing regeneration and survival of the species is essential. Hence, the present study was undertaken with the objective of investigating the autotrophic and parasitic phase of sandal seedlings growth, the effects of shade on morphology, chlorophyll concentration and chlorophyll fluorescence of sandal seedlings, genetic diversity in sandal seed stands using ISSR markers, and the diversity of fungal isolates causing sandal seedling wilt using RAPD markers. All these factors directly influence regeneration and survival of sandal seedlings in natural forests and plantations.

Seed development and maturation in early spring-flowering Galanthus nivalis and Narcissus pseudonarcissus continues post-shedding with little evidence of maturation in planta

Background and Aims: Seeds of the moist temperate woodland species Galanthus nivalis and Narcissus pseudonarcissus, dispersed during spring or early summer, germinated poorly in laboratory tests. Seed development and maturation were studied to better understand the progression from developmental to germinable mode in order to improve seed collection and germination practices in these and similar species. Methods: Phenology, seed mass, moisture content, and ability to germinate and tolerate desiccation were monitored during seed development until shedding. Embryo elongation within seeds was investigated during seed development and at several temperature regimes after shedding. Key Results: Seeds were shed at high moisture content (> 59%) with little evidence that dry mass accumulation or embryo elongation were complete. Ability to germinate developed prior to the ability of some seeds to tolerate enforced desiccation. Germination was sporadic and slow. Embryo elongation occurred post-shedding in moist environments, most rapidly at 20C in G. nivalis and 15C in N. pseudonarcissus. The greatest germination also occurred in these regimes, 78 and 48%, respectively, after 700 d. Conclusions: Seeds of G. nivalis and N. pseudonarcissus seeds were comparatively immature at shedding and substantial embryo elongation occurred post-shedding. Seeds showed limited desiccation tolerance at dispersal.

Accelerated ageing test to evaluate seed vigor in pumpkin and zucchini seeds

The accelerated ageing (AA) test is widely used to evaluate seed vigor in various species including vegetable crops. The objective of this work was to study procedures for conducting AA to evaluate seed vigor of pumpkin and zucchini seed lots. Five seed lots of commercially acceptable quality (germination) standards were selected from both cv. `Menina Brasileira' (zucchini) and `Barbara' Hybrid (pumpkin). The following tests were conducted: standard germination, the first count of germination, and AA with and without saline solution (periods of 48, 72 and 96 hours). For each combination of temperature and ageing period, seeds were placed in a single layer on a screen in a germination plastic box with either 40 mL deionized water or 40g NaCl/100mL of water. Both AA methods identified lots 2 and 5 of `Menina Brasileira' and lot 10 of `Barbara' hybrid as having the lowest physiological quality. The temperature 41 C promoted a more drastic reduction in germination than did 38 C. This observation was more marked after 96 hours. Based on the results obtained, it can be concluded that the combination 41 degrees C/96 hours should be used to evaluate the physiological potential of pumpkin and zucchini seeds; however, additional studies are necessary to evaluate other combinations and confirm this indication.

Superação de dormência de sementes de Piptadenia moniliformis Benth

O angico-de-bezerro (Piptadenia moniliformis Benth.) é uma espécie arbórea melífera, de crescimento rápido, característica da caatinga do nordeste brasileiro, onde é muito abundante e com dispersão contígua e irregular. Seus ramos finos, junto com as folhas, servem como alimento para animais. Como suas sementes apresentam dormência por impermeabilidade do tegumento à água, objetivou-se neste trabalho avaliar a eficiência de tratamentos pré-germinativos para superar a dormência de suas sementes visando maximizar e uniformizar o processo de germinação. Foram estudados 28 tratamentos pré-germinativos: imersão em água a 70, 80, 90 ºC e fervente por 1, 2, 3, 4 e 5 minutos e imersão em ácido sulfúrico concentrado por 1, 5, 10, 15, 20, 25 e 30 minutos, além da testemunha. A semeadura foi realizada sobre papel em temperatura alternada de 20-30 ºC, utilizando-se quatro repetições de 25 sementes. Foram avaliadas as porcentagens de germinação das sementes considerando a protrusão da raiz primária, de plântulas normais e de sementes duras e o índice de velocidade de germinação. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. Os tratamentos de imersão em água, independentemente da temperatura e do período de imersão, aumentaram a porcentagem de germinação das sementes, comparativamente ao tratamento controle, mas foram menos eficientes que os tratamentos em ácido sulfúrico nos maiores períodos de imersão. Desta forma, a imersão por 20, 25 e 30 minutos em ácido sulfúrico é recomendada para a superação da dormência de sementes de Piptadenia moniliformis Benth.

Eletrical conductivity and deterioration of soybean seeds exposed to different storage conditions

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Bases para a padronização do teste de germinação em três espécies de Solanum L.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Automated system of seedling image analysis (SVIS) and electrical conductivity to assess sun hemp seed vigor

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização morfológica de frutos e sementes e desenvolvimento pós-seminal de monjoleiro (Acacia polyphylla DC.)

Acacia polyphylla DC. é uma espécie arbórea, característica dos estádios iniciais da sucessão secundária, de ocorrência natural no Brasil. Pertence à família Leguminosae-Mimosoideae, sendo recomendada em programas de reflorestamento misto, recuperação de áreas degradadas e manejo de fragmentos florestais. Entretanto, não foi encontrado nenhuma referência que fizesse menção aos aspectos químicos e morfológicos das sementes, bem como, aos aspectos do desenvolvimento pós-seminal desta espécie. Assim sendo, o presente trabalho objetivou caracterizar morfologicamente e ilustrar frutos e sementes, quantificar alguns componentes químicos presentes nas sementes e descrever as diferentes fases do desenvolvimento pós-seminal. Para tanto, foram realizadas descrições associadas às estruturas externa e interna das sementes. As descrições morfológicas dos frutos e das sementes foram efetuadas em relação a forma, ao tamanho, a superfície, a micrópila e a forma e a localização do embrião. Para a descrição morfológica das plântulas, as sementes foram colocadas para germinar em meio de cultura Murashige & Skoog reduzido à metade da concentração e incubadas a temperatura de 25ºC, sendo descritas e ilustradas as plântulas normais e anormais. O fruto é uma vagem deiscente contendo de oito a 16 sementes achatadas, de tegumento testal, embrião axial e invaginado. A germinação das sementes é epígea e as plântulas fanerocotiledonares.

Qualidade fisiológica de sementes de Psidium cattleianum sabine acondicionadas e armazenadas em diferentes condições

Sementes de Psidium cattleianum foram acondicionadas em embalagens permeável, semipermeável e impermeável e armazenadas em ambiente não controlado, câmara seca e câmara fria por 1.107 dias, com o objetivo de avaliar a qualidade fisiológica. Desde o início do armazenamento das sementes, e após cada período de 123 dias, foram avaliados o teor de água, a porcentagem e o índice de velocidade de germinação e a condutividade elétrica da solução de embebição. Nos testes de germinação e de condutividade elétrica, as sementes foram previamente imersas em ácido sulfúrico durante 25 minutos, depois lavadas em água corrente e em água destilada. As sementes foram colocadas para germinar, entre vermiculita, na temperatura alternada de 20-30 ºC, sob lâmpadas fluorescentes brancas, com fotoperíodo de 8 horas. O acondicionamento das sementes em embalagem impermeável e o armazenamento em ambiente natural de laboratório ou em câmara seca, bem como o acondicionamento em embalagem semipermeável e armazenamento em câmara fria, são adequados para a conservação das sementes durante 1.107 dias.

Lixiviação de potássio na avaliação da qualidade fisiológica de sementes de amendoim

O presente trabalho teve como objetivo investigar a possibilidade de se obter indicações sobre a qualidade fisiológica de sementes de amendoim através do teste de lixiviação de potássio, cuja eficiência foi avaliada comparativamente às informações fornecidas por outros testes de vigor e à emergência de plântulas em campo. Para tanto, utilizou-se dois lotes de sementes de amendoim da cultivar Tatu (peneira 20/64) que foram submetidos aos testes de germinação, primeira contagem de germinação, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica (3 e 24 horas), emergência de plântulas em campo, índice de velocidade de emergência de plântulas, peso de matéria seca de plântulas e determinação do grau de umidade. Além destes, foram conduzidos estudos de lixiviação de potássio, cálcio e magnésio utilizando-se amostras de sementes fisicamente puras. A quantificação de potássio foi conduzida em fotômetro de chama e as de cálcio e magnésio em espectrofotometro de absorção atômica após 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 e 30 horas de embebição a 20ºC. As avaliações da lixiviação de potássio mostraram-se promissoras para a identificação de lotes com diferentes níveis de qualidade.

Seletividade de herbicidas aplicados em pós-emergência sobre capim-colonião e efeito na qualidade das sementes: effects on seed germination

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Adubação fosfatada, componentes de produção, produtividade e qualidade fisiológica em sementes de feijão

O trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de doses de fósforo aplicadas via solo, sobre os componentes de produção, produtividade e qualidade fisiológica de sementes de feijão, cv. IAC Carioca. Foram avaliadas seis doses de fósforo (0, 30, 60, 90, 120 e 150kg.ha-1 de P2O5) sob o delineamento experimental em blocos casualizados, com quatro repetições, em Latossolo Vermelho com baixo teor de fósforo (6mg.dm-3), em condições de campo. No momento da colheita, avaliaram-se estande final de plantas, altura da inserção da primeira vagem, comprimento das vagens, número de vagens/planta, número de sementes/vagem, número de lóculos/vagem, número lóculos vazios/vagem, número de lóculos com sementes/vagem e massa de 100 sementes. A produtividade de sementes foi determinada com base na produção das duas linhas centrais de cada parcela, com teor de água corrigido para 13%. A qualidade fisiológica das sementes foi avaliada pelos testes de germinação, primeira contagem de germinação, envelhecimento acelerado, condutividade elétrica, emergência de plântulas no campo e massa de matéria seca de plântulas. A adubação fosfatada com 150kg.ha-1 de P2O5 aumentou o número de vagens/planta e o número de sementes/planta. Os demais componentes de produção e a produtividade de sementes não foram alterados pela aplicação de fósforo. As doses de fósforo não alteraram a qualidade fisiológica das sementes de feijão, cv. IAC Carioca.

Características agronômicas, produtividade e qualidade fisiológica da soja safrinha sob semeadura direta, em função da cobertura vegetal e da calagem superficial

A produtividade da soja, no sistema de semeadura direta (SSD), pode ser influenciada pelo tipo de cobertura vegetal que antecede, bem como pela calagem superficial. Todavia, os efeitos dessa técnica sobre os componentes da produção e sobre a qualidade fisiológica das sementes têm sido pouco estudados, principalmente para a soja safrinha sob SPD. Assim, objetivou-se avaliar algumas características agronômicas, os componentes da produção, a produtividade e a qualidade fisiológica da semente da soja cultivada na safrinha, em função de diferentes coberturas vegetais, com e sem calagem superficial, sob SSD. O experimento foi conduzido no ano de 1999/00, na Fazenda Experimental Lageado, FCA/UNESP/Botucatu-SP. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados em parcela subdividida, com 4 repetições. As parcelas de 6m x 10m, foram constituídas de sorgo de Guiné vermelho e branco (Sorghum bicolor), milheto (Pennisetum americanum), painço (Panicum dichotomiflorum), vegetação espontânea e sem vegetação. Aos 53 dias após a emergência, as coberturas vegetais foram dessecadas e acamadas, seguindo-se a aplicação superficial de 3,1 t.ha-1 de calcário na metade das parcelas, visando à elevação da V%=70%. Após 2 semanas, realizou-se a semeadura da soja, cv. IAC-19, em safrinha. Determinou-se o estande final, a altura de inserção da primeira vagem, a altura de planta, o número total de vagens e vagens chochas por planta, o número de sementes por vagem total, a massa de 100 sementes e a produtividade. Com relação à qualidade fisiológica das sementes determinou-se a germinação e o vigor, por meio dos testes de envelhecimento artificial, germinação a temperatura subótima, M.S. de plântula e condutividade elétrica. Na implantação do SSD, a cobertura vegetal e a calagem superficial não afetam as características agronômicas, os componentes da produção, a produtividade de sementes e a qualidade fisiológica das sementes de soja cultivadas em safrinha, com exceção da condutividade elétrica.

Efeito dos períodos de envelhecimento na lixiviação de íons e de proteínas solúveis em sementes de milho

Este trabalho foi conduzido no Laboratório de Análise de Sementes, do Departamento de Produção Vegetal, da Universidade Estadual Paulista (Botucatu/SP), com o objetivo de avaliar os efeitos causados por diferentes períodos de envelhecimento acelerado na lixiviação de íons e de proteínas solúveis em sementes de milho. Sementes de milho do híbrido BR 3123 foram colocadas sobre tela em gerbox, contendo 40mL de água destilada, e mantidas a temperatura de 42°C por períodos de 0, 24, 48, 72, 96, 120, 144 e 166 horas. Após o envelhecimento, parte das sementes foi colocada para germinar, empregando quatro repetições para cada período, obtendo-se a porcentagem de plântulas normais no quarto dia. em outra parte realizou-se, após manutenção em copos plásticos com 75mL de H2O destilada por 24 horas à 25°C, leituras de condutividade elétrica (µS.cm-1.g-1), determinação de íons (mg.L-1.g de semente-1) e de proteínas solúveis totais (µproteina.g-1.mL-1) lixiviadas na solução. Os resultados indicaram que a elevação dos valores de condutividade elétrica e de lixiviado de proteínas totais ocorreu a partir de 72 horas de envelhecimento acelerado. A lixiviação de potássio foi mais acentuada que a dos íons cálcio, zinco, manganês, cobre, ferro e magnésio.